单空位缺陷对石墨纳米带电子结构和输运性质的影响.pdf

单空位缺陷对石墨纳米带电子结构和输运性质的影响.PDF第卷第期年月物理学报
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单空位缺陷对石墨纳米带电子结构
和输运性质的影响!
欧阳方平!) 王焕友!)") 李明君!) 肖金!) 徐慧!)#
!)(中南大学物理科学与技术学院,长沙$!%%&’)
")(湘南学院物理系,郴州$"’%%%)
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基于第一性原理电子结构和输运性质计算,研究了单空位缺陷对单层石墨纳米带(包括)*+),+ 型和,-./0,*- 型
带)电子性质的影响 1 研究发现,单空位缺陷使石墨纳米带在费米面上出现一平直的缺陷态能带;单空位缺陷的引
入使)*+),+ 型半导体性的石墨纳米带变为金属性,这在能带工程中有重要的应用价值;奇数宽度的,-./0,*- 型石墨
纳米带表现出金属特性,有着很好的导电性能,同时,偶数宽度的,-./0,*- 型石墨带虽有金属性的能带结构,但却有
类似半导体的伏安特性;单空位缺陷使得奇数宽度的,-./0,*- 石墨纳米带导电性能减弱,使得偶数宽度的,-./0,*-
石墨纳米带导电性能明显增强 1
关键词:石墨纳米带,单空位缺陷,电子结构,输运性质
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子结构和输运性质计算,重点探讨单空位缺陷对单
!H 引言层石墨纳米带的电子结构和输运性质的影响1
石墨纳米带(IJKB),作为一种新颖的碳基纳米"H 计算模型与方法
[ —]
材料,再次引起了人们的极大关注! L 1 石墨纳米带
是具有一定宽度、无限长度的准一维蜂窝构型单层几何结构优化和电子结构的计算是采用基于密
带状石墨片(+-,***@0FDF)1 在这种具有开放边的 B@" 碳度泛函理论(89M)平面波赝势方法的 NO7P 软件包
网状体系中,拓扑结构影响电子态和材料功能,边缘完成的 1 在进行结构弛豫和电子结构的计算中,采用
碳原子的几何排列在电子态中发挥重要的作用 1 与广义梯度近似(IIO)处理交换相关势能,布里渊区
单壁碳纳米管类似,石墨带可以分成,-./0,*- 型石积分通过 4=DQ0=BC;P,/Q 方法自动产生,用! R ! R !5
墨带(具有)*+),+ 边缘)和)*+),+ 型石墨带(具有的! 点抽样对应简约布里渊区 1 收敛判据设为每个
,-./0,*- 边缘)1 因为类似碳纳米管(6JMB)的结构和原子受力小于%H%! FNST,能量变化小于%H%%%! FN1
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量子限域效应!% !" ,这种石墨纳米带可能具有类经测试,真空层取!%T,带间距取&T1
似碳纳米管的电子特性,有人预言利用石墨纳米带, 电子输运性质是采用基于 89M 和非平衡格林
可能得到碳纳米管的所有性质 1 函数(J:I9)的计算程序包 OC=.*BC*U M==<V*C(OMV)